4-11 试说明IP地址与物理地址的区别。为什么要使用这两种不同的地址?

**IP地址与物理地址的区别：**

1. **IP地址（Internet Protocol Address）：** IP地址是在网络层（网络协议栈^[2]中的第三层）使用的逻辑地址^[3]，用于唯一标识网络中的设备。它通常表示网络上的主机或路由器，以便数据包可以在网络中正确地路由到目标设备。IP地址是由数字和点分四段的格式组成（例如：192.168.1.1），分为IPv4和IPv6两个版本，IPv4地址逐渐枯竭，IPv6引入了更大的地址空间^[4]。

2. **物理地址（MAC地址，Media Access Control Address）：** 物理地址是在数据链路^[5]层（网络协议栈中的第二层）使用的硬件地址，也称为MAC地址。它是一个全球唯一的标识符^[6]，嵌入在网络接口卡^[7]（NIC）中，用于在局域网内唯一标识设备。物理地址是一个6个字节（48位）的十六进制^[8]数，通常以冒号分隔（例如：00:1A:2B:3C:4D:5E）。

**为什么要使用这两种不同的地址？**

IP地址和物理地址在计算机网络^[9]中有不同的作用和应用场景，因此需要使用这两种不同的地址来满足网络通信的不同需求：

1. **规模和层次结构：** IP地址用于在全球范围内标识设备，支持大规模互联网的层次结构。它允许数据包在不同的网络间进行路由，使得互联网可以以层次结构方式运行。物理地址则用于在局域网内唯一标识设备，不具备在跨网络进行路由的能力。

2. **灵活性和扩展性：** IP地址是逻辑地址，可以通过更改路由表等方式进行灵活配置和管理。物理地址是硬件地址，一般在设备制造时固定，难以灵活更改。这种灵活性使得IP地址在网络故障恢复、负载均衡等方面更加有优势。

3. **跨局域通信和本地通信：** IP地址用于跨不同局域网进行通信，实现不同网络之间的数据传输^[10]。物理地址主要用于同一局域网内的通信，用于在局域网上正确地将数据帧送达目标设备。

总的来说，IP地址和物理地址分别在不同的网络层次和通信范围中发挥作用，使得网络可以在全球范围内进行分层的通信和管理，同时在局域网内保证设备的唯一标识。这两种地址的使用有助于实现灵活、高效和可扩展的网络通信。